纳米Si镶嵌SiN

采用射频磁控溅射技术和热退火处理技术制备了石英衬底的纳米Si镶嵌SiNx薄膜(nc-Si-SiNx),薄膜厚度为200 nm。由X射线衍射(XRD)谱计算得出,经800 ℃连续3 h退火的薄膜中的Si晶粒平均尺寸为1.7 nm。把纳米Si镶嵌SiNx薄膜作为可饱和吸收体插入闪光灯抽运的平凹腔Nd∶YAG激光器内,实现1.06 μm激光的被动锁模运转。当激光器腔长为120 cm时,获得平均脉冲宽度32 ps,输出能量25 mJ的单脉冲序列,脉冲序列的包络时间约480 ns,锁模调制深度接近100%。量子限域效应使得纳米Si的能隙宽度大于1.06 μm光子能量,所以双光子饱和吸收和光生载流子的快速能量弛豫是导致纳米Si镶嵌SiNx薄膜实现1.06 μm激光被动锁模的主要原因。